Pelapisan Chrome vs Nikel vs Seng: Perbedaannya Dijelaskan

Dalam desain industri, proses pelapisan listrik sering digunakan. Pertama, mari kita pahami apa itu elektroplating. Elektroplating adalah proses pelapisan lapisan tipis logam lain atau paduan ke permukaan beberapa logam menggunakan prinsip elektrolisis.

Proses ini menggunakan elektrolisis untuk melekatkan lapisan logam pada permukaan logam atau bahan lain untuk mencegah oksidasi logam (seperti karat), yang meningkatkan ketahanan aus, konduktivitas, pantulan cahaya, ketahanan terhadap korosi (seperti tembaga sulfat, dll.), estetika, dan fungsi lainnya.

Diagram skematik proses pelapisan listrik

Elektroplating dibagi menjadi proses-proses spesifik seperti pelapisan tembaga, emas, perak, kromium, nikel, dan seng. Di bidang desain industri, terutama galvanisasi, pelapisan nikel, dan pelapisan kromium adalah yang paling banyak digunakan. Pasti ada beberapa perbedaan di antara ketiga metode ini, bukan?

01 Pelapisan seng

Definisi:

Pelapisan seng, juga dikenal sebagai pelapisan seng atau elektrogalvanisasi, adalah proses perawatan permukaan yang mengendapkan lapisan tipis seng ke permukaan substrat logam, terutama baja atau besi. Proses elektrokimia ini meningkatkan ketahanan korosi substrat, meningkatkan penampilan estetika, dan memberikan penghalang pengorbanan terhadap oksidasi.

Fitur:

• Metode perlindungan korosi yang hemat biaya
• Menghasilkan lapisan yang seragam dan melekat dengan hasil akhir putih keperakan yang cerah
• Menawarkan konduktivitas listrik yang baik
• Memberikan perlindungan pengorbanan, korosi secara istimewa untuk melindungi logam dasar
• Ketebalan lapisan biasanya berkisar antara 5 hingga 25 mikron
• Dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan pelapis konversi kromat untuk ketahanan korosi tambahan

Aplikasi:

• Pengencang: sekrup, mur, baut, dan ring
• Komponen listrik: pemutus sirkuit, konektor, dan terminal
• Suku cadang otomotif: komponen rem, komponen sistem bahan bakar, dan perangkat keras sasis
• Bahan konstruksi: paku, braket, dan alat kelengkapan
• Peralatan industri: komponen konveyor, rak, dan perkakas
• Barang-barang konsumen: perangkat keras furnitur, suku cadang peralatan, dan perlengkapan pipa

Pelapisan seng banyak digunakan di berbagai industri karena keseimbangan kinerja, efektivitas biaya, dan keserbagunaannya dalam melindungi logam besi dari korosi di lingkungan yang cukup agresif.

Seng putih

Warna seng

02 Pelapisan nikel

Definisi:

Pelapisan nikel adalah proses perawatan permukaan yang canggih yang melibatkan pelapisan lapisan nikel pada substrat logam atau non-logam tertentu melalui metode reduksi elektrokimia atau kimiawi. Teknik ini, yang juga dikenal sebagai pelapisan listrik ketika dilakukan secara elektrolitik, menciptakan hasil akhir yang tahan lama dan menyenangkan secara estetika.

Fitur:

1. Daya tarik estetika: Menghasilkan polesan akhir berkilau seperti cermin yang menyempurnakan penampilan visual komponen.
2. Ketahanan terhadap korosi: Memberikan perlindungan yang sangat baik terhadap oksidasi dan serangan bahan kimia.
3. Ketahanan aus: Meningkatkan kekerasan dan daya tahan permukaan, sehingga memperpanjang masa pakai komponen.
4. Keserbagunaan: Dapat diterapkan pada berbagai bahan dasar, termasuk baja, paduan tembaga, dan plastik tertentu.
5. Ketebalan yang dapat disesuaikan: Ketebalan lapisan dapat dikontrol secara tepat untuk memenuhi persyaratan tertentu.
6. Pilihan warna: Pada dasarnya, ini menghasilkan polesan akhir berwarna putih keperakan, tetapi dapat dimodifikasi untuk menghasilkan berbagai rona warna, dari kuning pucat hingga emas kemerahan.
7. Konduktivitas: Meningkatkan konduktivitas listrik pada permukaan yang dilapisi.

Pertimbangan:

1. Biaya: Umumnya lebih tinggi daripada metode finishing yang lebih sederhana karena kerumitan proses dan bahan yang digunakan.
2. Kompleksitas proses: Memerlukan kontrol yang cermat terhadap kimia rendaman, densitas arus, dan parameter lainnya untuk memastikan hasil yang berkualitas.
3. Masalah lingkungan: Pengelolaan limbah dan prosedur daur ulang yang tepat sangat penting untuk mengurangi dampak lingkungan.

Aplikasi:

1. Elektronik: Konektor, komponen PCB, dan pelindung EMI.
2. Otomotif: Suku cadang mesin, sistem bahan bakar, dan trim dekoratif.
3. Kedirgantaraan: Bantalan, bilah turbin, dan komponen hidraulik.
4. Barang-barang konsumen: Perlengkapan kamar mandi, peralatan dapur, dan perhiasan.
5. Peralatan industri: Katup, pompa, dan peralatan pemrosesan bahan kimia.
6. Sektor energi: Komponen panel surya dan elektroda sel bahan bakar.
7. Koin: Koin sirkulasi dan koin peringatan.

Dengan memanfaatkan kombinasi unik antara sifat fungsional dan estetika, pelapisan nikel terus memainkan peran penting dalam meningkatkan kinerja dan penampilan berbagai produk di berbagai industri.

03 Pelapisan kromium

Definisi:

Kromium adalah logam keras, berkilau, berwarna abu-abu baja dengan semburat kebiruan, yang dikenal dengan ketahanan korosi yang sangat baik dan titik leleh yang tinggi.

Pelapisan kromium, juga dikenal sebagai pelapisan krom atau elektroplating kromium, adalah proses elektrokimia yang mengendapkan lapisan tipis kromium pada bahan substrat, biasanya logam atau plastik tertentu, untuk meningkatkan sifat permukaannya.

Fitur: Pelapisan krom dikategorikan ke dalam dua jenis utama:

1. Pelapisan krom dekoratif: Proses ini menerapkan lapisan tipis (biasanya 0,3-0,8 μm) kromium di atas lapisan bawah nikel. Ini menyediakan:

• Hasil akhir yang cemerlang dan seperti cermin
• Ketahanan korosi yang ditingkatkan
• Peningkatan ketahanan terhadap goresan dan keausan
• Daya tarik estetika yang unggul

1. Pelapisan krom keras: Pelapisan fungsional ini menerapkan lapisan kromium yang lebih tebal (biasanya 20-200 μm) secara langsung ke bahan dasar. Ini menawarkan:

• Kekerasan permukaan yang meningkat secara signifikan (hingga 1000 Vickers)
• Ketahanan aus yang luar biasa
• Koefisien gesekan berkurang
• Perlindungan korosi yang lebih baik
• Ketahanan panas yang ditingkatkan

Aplikasi:

• Pelapisan krom dekoratif: Trim otomotif, perlengkapan kamar mandi, aksen peralatan, rumah elektronik konsumen
• Pelapisan krom keras: Batang dan silinder hidrolik, rol industri, komponen roda pendaratan pesawat terbang, alat pemotong, cetakan dan cetakan

Pelapisan krom telah digunakan secara luas di berbagai industri karena kombinasi unik antara daya tarik estetika dan manfaat fungsionalnya. Namun, masalah lingkungan terkait kromium heksavalen telah mengarah pada pengembangan proses alternatif, seperti pelapisan kromium trivalen dan pelapisan deposisi uap fisik (PVD), yang mulai digunakan dalam aplikasi tertentu.

Pelapisan Seng vs Pelapisan Nikel vs Pelapisan Kromium

Pelapisan kromium terutama digunakan untuk meningkatkan kekerasan permukaan, meningkatkan daya tarik estetika, dan memberikan ketahanan terhadap korosi. Lapisan kromium menunjukkan stabilitas kimiawi yang sangat baik, tahan terhadap sebagian besar alkali, sulfida, asam nitrat, dan asam organik. Namun, dapat dilarutkan dalam asam klorida dan asam sulfat panas. Retensi warna dan sifat reflektif kromium yang unggul membuatnya lebih disukai daripada perak dan nikel untuk aplikasi jangka panjang. Proses ini biasanya melibatkan elektrodeposisi, di mana ion kromium direduksi menjadi kromium logam pada permukaan substrat.

Pelapisan nikel menawarkan kombinasi ketahanan aus, perlindungan korosi, dan peningkatan estetika. Biasanya diaplikasikan dalam lapisan tipis (biasanya 5-50 μm) melalui metode pelapisan listrik atau tanpa listrik (kimia). Keserbagunaan nikel membuatnya cocok untuk aplikasi dekoratif dan fungsional di berbagai industri.

Pelapisan seng, yang sering disebut sebagai galvanisasi, terutama berfokus pada perlindungan korosi dan meningkatkan penampilan. Sifat pengorbanan seng, di mana seng lebih memilih untuk berkarat untuk melindungi logam dasar, membuatnya sangat efektif untuk pencegahan karat. Namun, reaktivitasnya dengan asam membuatnya kurang tahan korosi dibandingkan kromium atau nikel di lingkungan tertentu. Pelapisan seng adalah pilihan yang paling hemat biaya di antara ketiganya.

Dari segi hierarki biaya, pelapisan kromium adalah yang paling mahal, diikuti oleh nikel, kemudian seng. Metode pelapisan juga memengaruhi biaya: pelapisan gantung, yang menawarkan cakupan dan keseragaman yang lebih baik, lebih mahal daripada pelapisan barel, yang lebih ekonomis untuk komponen kecil dalam jumlah besar.

Untuk identifikasi visual yang cepat:

• Pelapisan kromium: Hasil akhir putih kebiruan yang cerah
• Pelapisan nikel: Putih keperakan, warna yang sedikit lebih hangat daripada krom
• Pelapisan seng: Hasil akhir putih keabu-abuan yang kusam (sering kali dengan sedikit warna biru)

Pengetahuan yang Diperluas:

Industri pelapisan listrik menghadapi tantangan lingkungan yang signifikan, terutama terkait polusi logam berat dalam air limbah. Oleh karena itu, banyak pemerintah telah menerapkan kontrol yang ketat terhadap perluasan operasi pelapisan logam, dengan tren pengurangan dan konsolidasi industri.

Di Tiongkok, proses elektroplating utama adalah seng (50% dari total produksi), tembaga, nikel, dan kromium (masing-masing menyumbang sekitar 30% dari total produksi yang tersisa). Distribusi ini mencerminkan permintaan pasar dan pertimbangan lingkungan.

Untuk aplikasi tertentu:

• Pencegahan korosi: Pelapisan seng atau kadmium (catatan: penggunaan kadmium dibatasi karena toksisitasnya)
• Ketahanan aus: Pelapisan nikel atau kromium
• Hasil akhir dekoratif dengan ketahanan terhadap korosi: Sistem nikel-kromium
• Konduktivitas listrik: Pelapisan tembaga atau perak

Pemilihan jenis pelapisan harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti bahan dasar, paparan lingkungan, persyaratan fungsional, kendala biaya, dan kepatuhan terhadap peraturan.